4-4基本运算电路ppt课件

1、1 4.4.1 比例运算比例运算 4.4.2 加法与减法运算加法与减法运算 4.4.3 微分与积分运算微分与积分运算 4.4.4 基本运算电路应用举例基本运算电路应用举例2 基本运算电路基本运算电路 牢固掌握比例、加法、减法、积分、微分运算电路的分析方法和特点牢固掌握比例、加法、减法、积分、微分运算电路的分析方法和特点 基本运算电路的分析方法基本运算电路的分析方法34.4.1 比例运算比例运算一、反相比例运算一、反相比例运算运算放大器在线性应用运算放大器在线性应用时同时存在虚短和虚断时同时存在虚短和虚断0 ii虚断虚断F 1 ii 0 uu虚地虚地fFORiu1f11fFiofRRRiRiuu

2、Au为使两输入端对地直流电阻相等：为使两输入端对地直流电阻相等：R2 = R1 / R f平衡电阻平衡电阻特点：特点：1. .为深度电压并联负反馈，为深度电压并联负反馈，Auf = Rf / R 12. 输入电阻较小输入电阻较小RifR ifR if = R13. uIC = 0 ，对，对 KCMR 的要求低的要求低u+ = u = 0虚地虚地4二、同相比例运算二、同相比例运算 I uuuF 1 ii ，fIO1IRuuRuI1fO)1(uRRu1ff1RRAuAuf = 1跟随器跟随器当当 R1 = ，Rf = 0 时，时， 特点：特点：1. 为深度电压串联负反馈，为深度电压串联负反馈，Au

3、f = 1 + Rf /R12. 输入电阻大输入电阻大R if = 3. ，对，对 KCMR 的要求高的要求高uIC = u iu+ = u = uI54.4.2 加法与减法运算加法与减法运算一、加法运算一、加法运算1. 反相加法运算反相加法运算R3 = R1 / R2 / RfiF i1 + i22I21I1fORuRuRu)(2I21I1fORuRuRu若若 Rf = R1= R2 则则 uO = (uI1+ uI2)6 R2 / R3 / R4 = R1/ RfuRRu)1(1fO)/)(1(I242342I1432431fOuRRRRRuRRRRRRRuI242342I143243/u

4、RRRRRuRRRRRu若若 R2 = R3 = R4，则则 uO = uI1+ uI2 Rf = 2R1 2. 同相加法运算同相加法运算7法法 1：利用叠加定理：利用叠加定理uI2 = 0 uI1 使：使：I11fO1uRRuuI1 = 0 uI2 使：使：uRRu)1(1fO22If1f1f2O)1(uRRRRRu 一般一般R1 = R 1； Rf = R fuO = uO1 + uO2 = Rf / R1( uI2 uI1 )法法 2：利用虚短、虚断：利用虚短、虚断f1fI1f11ORRRuRRRuuf1fI2RRRuu uuo = Rf /R1( uI2 uI1 )减法运算实际是差分电

5、路减法运算实际是差分电路二、减法运算二、减法运算84.4.3 微分与积分运算微分与积分运算tuCiddI11R2 = Rf 0 u虚地虚地foFRuiF 1 ii 虚断虚断tuCRRiuddI1ffFORfC1 = 时间常数时间常数微分电路输出电压：微分电路输出电压：一、微分运算一、微分运算 uItOuOtO9二、积分运算二、积分运算1I1Rui tuCiddoF=)0(d1oIf1CutuCRu 当当 uI = UI 时，时，f1IoCRtUu设设 uC(0) = 0 时间常数时间常数 = R1Cf积分电路输出电压：积分电路输出电压：tuIOtuOO104.4.4 基本运算电路应用举例基本运

6、算电路应用举例例例 4.4.1 测量放大器测量放大器( (仪用放大器仪用放大器) )同相输入同相输入同相输入同相输入差分输入差分输入uO1uO2对共模信号：对共模信号：uO1 = uO2 则则 uO = 0对差模信号：对差模信号：R1 中点为交流地中点为交流地 )2/1(1I12O1，uRRu )2/1(2I12O2，uRRu )(O1O234OuuRRu)(21(I2I11234uuRRRR )21(1234I2I1oRRRRuuuAu为保证测量精度为保证测量精度需元件对称性好需元件对称性好11u+ = u = usio = i1 = us / R11. 输出电流与负载大小无关输出电流与负载

7、大小无关2. 恒压源转换成为恒流源恒压源转换成为恒流源特点：特点：例例 4.4.2 电压电压电流转换器电流转换器12例例 4.4.3 利用积分电路将方波变成三角波利用积分电路将方波变成三角波10 k 10 nF 时间常数时间常数 = R1Cf = 0.1 ms)(d1o1If121tutuCRuCtt 设设 uC(0) = 0tutd51 . 01o1 . 00ms1 . 0 = 5 VuI/Vt/ms0.10.30.55 5uO/Vt/ms5d)5(1 . 01o3 . 01 . 0ms3 . 0 tut= 5 V5 513例例 4.4.4 差分运算电路的设计差分运算电路的设计条件：条件：R

8、f = 10 k 要求：要求：uo = uI1 2uI2I21fOuRRu1I3231f)1(uRRRRR21fRRR1 = 5 k 31323 RRRR2 = 2R3R2/ R3= R1/Rf= 5/10R2= 10 k R3= 5 k 14V1O1 UV320302O2 UV2.1)20/30301(30/203030/201 . 2O3 UV35. 3)20/30301(30/302030/305 . 3O4 UV35. 35.252.131O U课堂练习课堂练习15I112 )/1(uRRI221211I12o)1()1(uRRRRuRRu )I1I221)(1(uuRR 16小小 结结1. 利用负反馈技术，可用集成运算放大器构成利用负反馈技术，可用集成运算放大器构成等等运算电路。运算电路。基本运算电路有基本运算电路有两种连接方式：两种连接方式： ：运放共模输入信号为零，输入电阻较低；：运放共模输入信号为零，输入电阻较低； ：有较大的共模输入信号，但输入电阻可趋于